DE19947277A1 - Positionsmeßsystem mit integriertem Beschleunigungssensor - Google Patents
Positionsmeßsystem mit integriertem BeschleunigungssensorInfo
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Abstract
Erfindungsgemäß werden die Messstruktur für den Beschleunigungssensor und die Teilung des Positionsmesssystems in nur einer mechanischen Einheit realisiert. Dafür wird die Teilung derart ausgestaltet, dass diese keinen Einfluss auf die für die zu detektierenden Wirbelströme relevanten elektrischen Eigenschaften der Messstruktur hat. Bei einer inkrementalen optischen Teilung wird die Teilungsperiode derart klein gewählt, dass in der Teilung aufgrund der kleinen Abmessungen keine Wirbelströme entstehen können. Der Träger, auf dem diese Teilung angeordnet wird, wird gleichzeitig als Messstruktur benutzt. Bei Verwendung einer optischen absoluten Teilung weisen die optisch unterschiedlichen Bereiche der Teilung auch unterschiedliche elektrische Eigenschaften auf. Weiterhin sind mehrere Beschleunigungssensoren vorgesehen, die Wirbelströme in den elektrisch leitenden Bereichen der Teilung detektieren. Dafür ist eine Umschaltung vorgesehen, durch die sichergestellt wird, dass immer das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors ausgewertet wird, der sich über einem leitenden Bereich der Teilung befindet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Positionsmesssystem mit integriertem
Beschleunigungssensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 37 30 841 A1 ist ein Wirbelstrom-Detektor bekannt, der als
Tachometer oder Beschleunigungsmesser benutzt werden kann. Dieser
enthält einen nicht magnetischen, elektrisch leitfähigen Körper, dessen
Geschwindigkeit oder Geschwindigkeitsänderung gemessen werden soll.
Ein konstantes Magnetfeld wird im wesentlichen senkrecht zur
Bewegungsrichtung erzeugt und führt zu Wirbelströmen im bewegten
Körper, die ihrerseits ein Wirbelstrom-Magnetfeld verursachen. Bei einer
Realisierung als Tachometer wird die Flussdichte des Wirbelstromfeldes mit
einem Halleffekt-Sensor gemessen, dessen Ausgangssignal die
Geschwindigkeit darstellt. Bei einer Realisierung als
Beschleunigungsmesser wir die zeitliche Änderung der Flussdichte des
Wirbelstromfeldes mit einer Spule gemessen, deren Ausgangssignal
proportional zur Beschleunigung ist. Um den Wirbelstromfluss zu
konzentrieren und Störeffekte herabzusetzen wird für die Spule oder den
Halleffekt-Sensor ein getrennter Magnetkreis verwendet.
Dabei ist nachteilig, dass lediglich Geschwindigkeit oder Beschleunigung
gemessen werden kann, nicht aber auch die Position des bewegten
Körpers. Für eine Positionsbestimmung ist ein separater Detektor
erforderlich. Aufgrund von Störeffekten kann es dann dazu kommen, dass
die zeitliche Ableitung der Positionsänderung deutlich von der gemessenen
Beschleunigung abweicht. Bei Verwendung der gemessenen Position sowie
der berechneten Geschwindigkeit und Beschleunigung in einem Regelkreis
können diese Abweichungen zu Schwierigkeiten führen.
Aus der EP 661 543 B1 ist bereits ein rotatorisches Positionsmesssystem
bekannt, bei dem auch die Drehbeschleunigung gemessen wird. Hierfür
werden zwei Signalgeber drehstarr miteinander verbunden und jedem
Signalgeber eine Signalerfassungseinheit zugeordnet. Ein erster der beiden
Signalgeber wird durch eine optische oder induktive Teilung realisiert, die
durch eine Signalerfassungseinheit mit einem optischen oder induktiven
Abtastkopf abgetastet wird. Ein zweiter Signalgeber besteht aus einer
elektrisch leitenden Scheibe, die von einem magnetischen Fluss senkrecht
durchströmt wird. Dieser magnetische Fluss kann durch entsprechende
Magnete erzeugt werden. Wird die Scheibe relativ zum Magnet bewegt,
entstehen Wirbelströme, die wiederum ein magnetisches Feld erzeugen. Die
Änderung dieses magnetischen Feldes wird durch eine
Signalerfassungseinheit qualitativ erfasst, so dass die in der
Signalerfassungseinheit ermittelte Messgrösse ein Mass für die
Beschleunigung darstellt. Die beiden Signalgeber werden entweder jeweils
in Form einer separaten Scheibe an einer gemeinsamen drehstarren Welle
angeordnet oder es wird der erste Signalgeber zur Positionsmessung
unmittelbar am Rand des zweiten Signalgebers zur
Beschleunigungsmessung angeordnet, wodurch der Scheibendurchmesser
insgesamt vergrössert wird.
Dabei ist von Nachteil, dass die Anordnung aus erstem und zweitem
Signalgeber relativ viel Platz benötigt. Eine kompakte Anordnung -
beispielsweise zur Integration in einen Motor - ist daher nicht möglich.
Weiterhin entstehen bei hohen Drehzahlen Temperaturprobleme, da der
magnetische Fluss so bemessen werden muss, dass auch bei geringen
Beschleunigungen und niedrigen Drehzahlen eine genaue Ermittlung der
Beschleunigung möglich ist, was erst ab einem bestimmten Mindestwert des
magnetischen Flusses gewährleistet ist. Dies bereitet aber Probleme bei
hohen Drehzahlen, da die dann im zweiten Signalgeber verursachten
grossen Wirbelströme zu einer sehr grossen Erwärmung des Signalgebers
führen. Da dieser stark erwärmte Signalgeber meist aus Metall besteht, führt
die Erwärmung zu einer nicht unerheblichen Ausdehnung, die zu einer
Deformation des ersten Signalgebers führen kann, wenn dieser unmittelbar
am äusseren Rand des zweiten Signalgebers befestigt ist. Eine derartige
Deformation beeinflusst die Funktion und die Messgenauigkeit negativ.
Besteht der erste Signalgeber aus einer optischen Teilung, die auf Glas
aufgebracht wurde, kann diese auch zerstört werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Positionsmesssystem
mit integriertem Beschleunigungssensor derart auszugestalten, dass ein
möglichst kompakter Aufbau ermöglicht wird. Weiterhin soll eine Erwärmung
des Positionsmesssystems nicht zu dessen Zerstörung führen.
Diese Aufgabe wird durch ein Positionsmesssystem mit den im Anspruch 1
angegebenen Merkmalen gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen
Positionsmesssystems sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Das erfindungsgemässe Positionsmesssystem mit integriertem
Beschleunigungssensor weist den Vorteil auf, dass die für das
Positionsmesssystem erforderliche Teilung unmittelbar auf der Messstruktur
für den Beschleunigungssensor vorgesehen ist. Dadurch hat die Teilung
praktisch keinen Platzbedarf. Vorteilhaft werden durch die Teilung die
elektrischen Eigenschaften der Messstruktur des Beschleunigungssensors
nicht beeinflusst. Die Teilung für das Positionsmesssystem kann aber auch
in einer separaten Schicht realisiert werden, die mit der Messstruktur für den
Beschleunigungssensor verbunden wird. Diese beiden Schichten können
dabei auch aus identischem Material bestehen. Es sind dabei für die beiden
Messverfahren je eine Schicht vorgesehen, die erfindungsgemäss
unmittelbar übereinander angeordnet sind. Dadurch ist eine erheblich
kompaktere Ausführung des gesamten Messsystems möglich. Weiterhin ist
bei einem erfindungsgemässen Aufbau der Messstruktur eine thermische
Erwärmung unproblematisch, da auch bei zwei übereinander angeordneten
Schichten der Messstruktur ausreichende Möglichkeiten für eine
Ausdehnung der beiden Schichten der Messstruktur senkrecht zu deren
Bewegungsrichtung vorhanden sind, ohne dass dadurch Schäden
verursacht werden. Ausserdem ist, insbesondere wenn beide Schichten
unmittelbar ineinander übergehen, eine homogenere Erwärmung der beiden
Schichten möglich. Dadurch werden Wärmespannungen verhindert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine mögliche Ausgestaltung eines erfindungsgemässen
zweischichtigen rotatorischen Messsystems,
Fig. 2a eine mögliche Ausgestaltung eines erfindungsgemässen
einschichtigen rotatorischen Messsystems,
Fig. 2b die Teilung aus Fig. 2a in einer perspektivischen Ansicht
und
Fig. 3 eine mögliche Ausgestaltung eines erfindungsgemässen
einschichtigen linearen Messsystems.
Im folgenden wird ein Beispiel für eine Anwendung der Erfindung bei einem
Positions- und Beschleunigungsmesssystem für rotatorische Bewegungen
angegeben. Liegt eine lineare Bewegung vor, kann die Erfindung nahezu
identisch angewendet werden.
In Fig. 1 ist eine optische inkrementale Teilung in Schicht S1 für eine
Positionsmessung und eine Schicht S2 für eine Beschleunigungsmessung
dargestellt. Somit besteht die erfindungsgemässe Messstruktur insgesamt
aus zwei Schichten S1 und S2. Die in Schicht S1 realisierte Teilung T ist aus
dem Stand der Technik seit langem bekannt und kann aus beliebigem
Material gefertigt sein. Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass die
Teilung der Schicht S1 aus dem gleichen Material gefertigt ist wie Schicht
S2. Dann sind die beiden Schichten S1 und S2 unmittelbar miteinander
verbunden und die Unterscheidung zwischen Schicht S1 und S2 erfolgt nur
aufgrund ihrer Funktion. Dies gewährleistet eine besonderes homogene
Erwärmung beider Schichten. Bestehen Schicht S1 und S2 nicht aus dem
gleichen Material, werden sie entweder fest miteinander verbunden oder
derart, dass sie sich zwar nicht in Bewegungsrichtung aber senkrecht zur
Bewegungsrichtung, also im vorliegenden Fall radial nach aussen und
innen, gegeneinander verschieben können.
Da Schicht S2 für eine Beschleunigungsmessung nach dem
Wirbelstromprinzip benutzt wird, besteht Schicht S2 aus leitendem Material,
bevorzugt Metall. Werden beide Schichten S1 und S2 aus leitendem
Material gefertigt, besteht die Möglichkeit, dass auch in Schicht S1
Wirbelströme induziert werden könnten. Dies kann unerwünscht sein, da die
in Schicht S1 induzierten Wirbelströme durch die Teilung T unerwünscht
beeinflusst würden. Um Wirbelströme in der Schicht S1 zu verhindern, wird
für die Teilung der Schicht S1 eine so kurze Teilungsperiode gewählt, dass
aufgrund der physikalischen Notwendigkeiten für Wirbelströme diese in
Schicht 1 nicht fliessen können. Dabei wird ausgenutzt, dass Wirbelströme
eine gewisse räumliche Erstreckung aufweisen, die in einer Teilung mit
entsprechend feiner Teilungsperiode nicht gegeben ist. Dadurch kann
wirkungsvoll verhindert werden, dass im Bereich der Schicht S1, obwohl
diese aus leitendem Material besteht, Wirbelströme induziert werden und
das Messergebnis der Beschleunigungsmessung verfälschen können.
Soll die Teilungsperiode in Schicht S1 nicht so fein gewählt werden, dass
Wirbelströme gar nicht erst entstehen können, besteht die Möglichkeit die
aktive Sensorfläche des Beschleunigungssensors BS, mit der das durch die
Wirbelströme erzeugte Magnetfeld detektiert wird, so gross zu wählen, dass
durch den Beschleunigungssensor BS das durch die Wirbelströme
verursachte magnetische Feld über viele Teilungsperioden gemittelt wird.
Dadurch werden durch die Teilung T nur noch geringe Schwankungen im
detektierten Beschleunigungssignal U verursacht.
Falls erforderlich oder gewünscht können diese hochfrequenten
Schwankungen im detektierten Beschleunigungssignal U, die durch das
Hereinwandern und Hinauswandern von Teilungsperioden unter die aktive
Sensorfläche verursacht werden, durch ein Tiefpassfilter zusätzlich
gedämpft werden.
In einer Alternative dazu besteht auch die Möglichkeit, dass im detektierten
Beschleunigungssignal U der hochfrequente Signalanteil mittels eines
Hochpasses vom niederfrequenten Signalanteil getrennt und zur
Positionsermittlung ausgewertet wird. Durch das Ausgangssignal des
Hochpassfilters wird dann ein Zähler angesteuert, der Positionsänderungen
in Vielfachen der Teilungsperiode zählt. Eine spezielle Abtastung der
Teilung und Auswertung für das Positionsmesssystem - wie sie in allen
sonstigen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen erforderlich ist - kann
dann entfallen. Durch Auswertung des Ausgangssignals U des
Beschleunigungssensors BS wird dann sowohl Position als auch
Beschleunigung ermittelt.
Alternativ kann Schicht S1, welche die Teilung T für die Positionsmessung
beinhaltet, auch aus einem nicht leitenden Material gefertigt werden und mit
der Schicht S2 für die Beschleunigungsmessung verbunden sein. Die
Verbindung zwischen Schicht S1 und S2 erfolgt vorteilhaft derart, dass eine
Verschiebung zwischen den beiden Schichten S1 und S2 nur senkrecht zur
Bewegungsrichtung der Messstruktur möglich ist. Dadurch können auch
Schichten S1 und S2 aus Material mit geringfügig unterschiedlichem
Ausdehnungskoeffizienten benutzt werden. Eine - beispielsweise
temperaturbedingte - unterschiedliche Ausdehnung der beiden Schichten
S1 und S2 führt dann nicht zu einer Deformation oder Zerstörung zumindest
von Teilen des Messsystems.
Der Beschleunigungssensor BS wird durch eine Spule realisiert, die derart
im Messsystem angeordnet ist, dass das Magnetfeld, das durch die
Wirbelströme verursacht wird, erfasst wird. Dafür kann die Spule sowohl
über der optischen Teilung T als auch seitlich zur Schicht S2, wie in Fig. 1
dargestellt, angeordnet werden. Eine Änderung der Wirbelströme aufgrund
einer beschleunigten Bewegung der Messstruktur (Schicht S2) bewirkt in
bekannter Weise eine Änderung deren Magnetfeldes. Dies führt dazu, dass
in der Spule des Beschleunigungssensors BS eine Spannung U induziert
wird, deren Amplitude im wesentlichen proportional zur Beschleunigung ist.
Um die Empfindlichkeit des Beschleunigungssensors BS zu erhöhen, kann
die Spule in eine Jochanordnung integriert sein, die einen verringerten
magnetischen Widerstand aufweist. Die Spule selbst kann aus Draht
gewickelt oder in Dünnschichttechnik gefertigt werden. Um über möglichst
viele Teilungsperioden der Teilung T zu integrieren, kann die Spule derart
ausgestaltet sein, dass die aktive Fläche der Spule, durch die der durch den
Wirbelstrom verursachte Fluss hindurchtritt, möglichst gross ist, maximal
also einen 360° Vollkreis beschreibt. Alternativ ist auch eine Parallel- oder
Reihenschaltung mehrerer kleinerer Spulen denkbar, um die aktive
Sensorfläche des Beschleunigungssensors BS zu vergrössern.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2a und Fig. 2b wird
beschrieben, wie leitende Bereiche L einer absoluten Teilung gleichzeitig als
Messstruktur zur Beschleunigungsmessung benutzt werden können. Fig. 2a
zeigt die Draufsicht auf eine bekannte absolute Teilung, die sowohl zur
Positionsermittlung als auch erfindungsgemäss durch drei
Beschleunigungssensoren BS abgetastet wird. Fig. 2b zeigt eine
perspektivische Ansicht der gleichen Teilung wie in Fig. 2a. Elektrisch
leitende Bereiche L sind auf einem rotierenden, nicht leitenden Träger
verteilt angeordnet, so dass die leitenden Bereiche L eine absolut codierte
Teilung bilden. Die Beschleunigungssensoren BS sind gemäss Fig. 2a
derart angeordnet, dass immer zumindest ein Beschleunigungssensor BS
sich über einem leitenden Bereich L befindet. Aufgrund eines konstanten
magnetischen Flusses Φ senkrecht zur Oberfläche der Teilung, der durch
eine hier nicht dargestellte Vorrichtung erzeugt wird, werden bei einer
beschleunigten Bewegung der Teilung sich ändernde Wirbelströme in den
leitenden Bereichen L verursacht. Die Vorrichtung zur Erzeugung eines
konstanten magnetischen Flusses ist im einfachsten Fall ein
Permanentmagnet. Die sich bei einer beschleunigten Bewegung ändernden
Wirbelströme verursachen ihrerseits einen magnetischen Fluss, der durch
die Beschleunigungssensoren BS detektiert wird.
Dabei sind die Beschleunigungssensoren BS derart anzuordnen bzw. es
sind so viele Beschleunigungssensoren BS vorzusehen, dass sich während
der Drehung immer mindestens ein Beschleunigungssensor BS über einem
leitenden Bereich L befindet. Weiterhin sollen Wirbelströme nicht am Rand
der leitenden Bereiche L ermittelt werden, da dort Beeinflussungen der
Wirbelströme aufgrund der Grenze des leitenden Bereichs L auftreten, so
dass es erforderlich ist mindestens drei Beschleunigungssensoren BS
anzuordnen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass durch mindestens
einen Beschleunigungssensor BS eine Änderung des Wirbelstromfeldes
aufgrund einer Beschleunigung detektiert werden kann.
Entsprechend der Form der leitenden Bereiche, über denen die
Beschleunigungssensoren BS angeordnet sind, der Anordnung der
Beschleunigungssensoren BS, der ermittelten Position und der Drehrichtung
wird durch eine Umschalteinrichtung UM jeweils das Ausgangssignal
desjenigen Beschleunigungssensors BS zur Auswertung weitergeleitet, der
sich gerade über einem leitenden Bereich L befindet. Die
Umschalteinrichtung UM kann dabei durch einen aus dem Stand der
Technik bekannten Multiplexer realisiert werden, für den in einer
Steuereinheit ST aus der Form der leitenden Bereiche L, über denen die
Beschleunigungssensoren BS angeordnet sind, der Anordnung der
Beschleunigungssensoren BS, der ermittelten Position und der Drehrichtung
die Steuersignale zur Umschaltung ermittelt werden. Für die in Fig. 2a
dargestellte Konfiguration aus Beschleunigungssensoren BS und leitenden
Bereichen L einer absoluten Teilung erfolgt die Umschaltung von einem
Beschleunigungssensor BS zum nächsten in der Reihenfolge ihrer
Anordnung im oder gegen den Uhrzeigersinn nach einer 120° Drehung der
Teilung.
In einer weiteren Ausgestaltung können die leitenden Bereiche L der
absoluten Teilung T auf beiden Seiten des Teilungsträgers vorgesehen sein.
Dann werden auch Ober- und Unterseite durch Beschleunigungssensoren
BS abgetastet. Dies weist den Vorteil auf, dass durch eine entsprechende
Verschaltung der Ausgangssignale der Beschleunigungssensoren BS ein
schwankender Abstand zwischen Beschleunigungssensoren BS und
leitenden Bereichen L kompensiert werden kann. Wenn sich der Abstand
zwischen Beschleunigungssensoren BS und leitenden Bereichen L auf der
Oberseite vergrössert, verkleinert sich dieser Abstand auf der Unterseite und
umgekehrt. Dies wird zur Kompensation der dadurch verursachten
Amplitudenschwankungen in den Ausgangssignalen der
Beschleunigungssensoren BS genutzt.
Die bisherigen Ausführungsbeispiele beziehen sich alle auf rotatorische
Positionsmesssysteme, die zusätzlich mindestens einen
Beschleunigungssensor BS aufweisen. Die in den Ausführungsbeispielen
angegebene Lehre zum technischen Handeln kann jedoch identisch auch
bei linearen Messsystemen angewandt werden, ebenso wie die Lehre zum
technischen Handeln bei dem nun folgenden Ausführungsbeispiel für ein
lineares Messsystem identisch bei rotatorischen Messsystemen angewandt
werden kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 wird eine
Teilungsstruktur T eines linearen Messsystems in eine Messstruktur L für
den Beschleunigungssensor unmittelbar integriert. Dies erfolgt dadurch,
dass die Messstruktur L elektrisch homogen und optisch inhomogen
ausgestaltet wird.
Hierfür ist als Messstruktur L für den Beschleunigungssensor ein
bandförmiger elektrischer Leiter L vorgesehen, dessen zumindest einem
Abtastkopf zugewandte Oberfläche Licht nur geringfügig reflektiert. Es wird
anschliessend die Oberfläche des bandförmigen Leiters L derart bearbeitet,
dass entsprechend der gewünschten Teilungsperiode des Messsystems
Licht in bearbeiteten Bereichen gut reflektiert wird. Selbstverständlich ist
auch der umgekehrte Fall möglich, dass Licht vom bandförmigen
elektrischen Leiter L gut reflektiert wird und nach einer Bearbeitung in den
bearbeiteten Bereichen nur noch schlecht reflektiert wird.
Dadurch, dass sich bearbeitete und nicht bearbeitete Bereiche mit der
Teilungsperiode abwechseln, kann eine inkrementale oder absolute Teilung
T realisiert werden, die für eine auf einem optischen Abtastprinzip
beruhende Positionsmessung benutzt werden kann. Da nur die optischen
Eigenschaften der Oberfläche des bandförmigen Leiters L verändert wurden,
wird dessen Leitfähigkeit durch die Teilung T nicht verändert und dadurch
werden auch die Wirbelströme durch die Teilung T für die Positionsmessung
nicht beeinflusst.
Die Bearbeitung von Bereichen, um diese mehr oder weniger reflektierend
auszugestalten, kann auf mehrere unterschiedliche Arten erfolgen.
Beispielsweise kann eine dünne, nicht leitende Markierung aufgebracht
werden oder eine bereits vorhandene dünne, nicht leitende Markierung
entfernt werden. Dabei sollen die dünne, nicht leitende Markierung und der
elektrische Leiter L andere optische Eigenschaften aufweisen, wodurch eine
Teilung T für eine optische Abtastung realisiert wird.
Weitere Möglichkeiten den elektrischen Leiter L mit einer optischen,
magnetischen oder kapazitiven Teilung T zu versehen ohne den
elektrischen Widerstand zu ändern bestehen darin, dass das Gefüge des
Materials entsprechend der Teilungsperiode verändert wird. Weiterhin kann
der elektrische Leiter L dotiert werden, um eine Teilung T ohne Änderung
der elektrischen Eigenschaften zu realisieren.
Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit an den Stellen, an denen
Markierungen für die Positionsmessung vorgesehen sind, Material aus der
Messstruktur L zu entfernen. Die kann beispielsweise in einem Ätzprozess
erfolgen. Dadurch wird die Leitfähigkeit an diesen Stellen verringert, was
unerwünscht sein kann. Um dies wieder auszugleichen, wird an diesen
Stellen leitendes Material mit im Vergleich zum Material der Messstruktur L
unterschiedlichen optischen Eigenschaften abgeschieden. Dabei wird die
Menge abgeschiedenes Material abhängig von der Leitfähigkeit dieses
Materials gewählt, so dass die Messstruktur L für die
Beschleunigungsmessung wieder an jeder Stelle die gleiche elektrische
Leitfähigkeit aufweist.
Claims (16)
1. Positionsmesssystem mit integriertem Beschleunigungssensor, welcher
eine elektrisch leitende Messstruktur (S2, L) aufweist, mit einer
Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes (Φ) senkrecht
zur Bewegungsrichtung der Messstruktur (S2, L) und bei dem
mindestens ein Beschleunigungssensor (BS) derart angeordnet ist, dass
eine Änderung eines magnetischen Flusses detektiert wird, der durch
Wirbelströme verursacht wird, die aufgrund einer Bewegung der
Messstruktur im magnetischen Feld (Φ) entstehen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Messstruktur (S2, L) eine Teilung (T) für eine
Positionsmessung beinhaltet.
2. Positionsmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messstruktur (S2, L) zumindest aus einem Bereich (L) leitenden
Materials besteht.
3. Positionsmesssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Messstruktur (S2) scheibenförmig,
zylinderförmig oder bandartig ausgestaltet ist.
4. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Vorrichtung zur Erzeugung des
magnetischen Feldes (Φ) ein Permanentmagnet oder eine Spule
benutzt wird.
5. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung (T) für eine induktive oder
optische oder magnetische oder kapazitive Abtastung ausgestaltet ist.
6. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung (T) als optische oder
kapazitive, inkrementale Teilung (T) ausgestaltet ist und eine
Teilungsperiode aufweist, aufgrund derer keine Wirbelströme in der
Teilung (T) entstehen können.
7. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Beschleunigungssensor (BS) eine
Spule benutzt wird, deren Querschnitt an die Form mindestens einen
leitenden Bereichs (S2, L) angepasst ist.
8. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spule in eine Jochanordnung
integriert oder als Luftspule ausgestaltet ist.
9. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung (T) unmittelbar auf der
Messstruktur (S2, L) aufgebracht ist.
10. Positionsmesssystem nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Teilung (T) auf einem Trägerkörper und dieser
unmittelbar auf der Messstruktur (S2) aufgebracht ist.
11. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messtruktur (S2) auf der der Teilung
gegenüberliegenden Seite derart ausgebildet ist, dass eine Erwärmung
nicht zu asymmetrischen Spannungszuständen führt.
12. Positionsmesssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass die Messtruktur (S2) auf der der Teilung gegenüberliegenden Seite
ebenfalls beschichtet ist.
13. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Beschleunigungssensoren (BS)
vorgesehen sind und dass eine Umschalteinrichtung (UM) vorgesehen
ist, um mindestens ein Ausgangssignal der Beschleunigungssensoren
(BS) zur Auswertung auszuwählen.
14. Positionsmesssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
die Umschaltvorrichtung (UM) durch eine Steuervorrichtung (ST)
gesteuert wird.
15. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiefpass zur Dämpfung von
hochfrequenten Signalkomponenten im Ausgangssignal des
Beschleunigungssensors (BS) vorgesehen ist.
16. Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Hochpass zur Auswahl von
hochfrequenten Signalkomponenten im Ausgangssignal des
Beschleunigungssensors (BS) vorgesehen ist und dass eine
Auswerteschaltung vorgesehen ist, die aus den ausgewählten
hochfrequenten Signalkomponenten eine inkrementale
Positionsinformation erzeugt.
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